Klaus Fuchs-Kittowski

Entstehung und Erhaltung der Information

in lebendiger Organisation

Grundkategorien

einer Theorie der Biologie und der Informatik

- Zur Kreativität von Natur und Mensch

Entstehung und Erhaltung der Information in lebendiger Organisation - Kreativität - Entstehung und Erhaltung der Information Grundkategorien einer

Theorie der Biologie und der Informatik

Thesen:

1. Jeder Theorie muss ein Grundkonzept zugrunde liegen. Für eine Theorie der Biologie, wie auch der Informatik, bietet sich der Begriff der Kreativität an, der jedoch durch das Konzept der

Informationsentstehung zu präzisieren ist.

2. Lebende Organismen und soziale Organisationen, sind keine kybernetischen Funktionssysteme, sondern Aktionssysteme, für die Informationsentstehung und Wertbildung durch Selbstorganisation charakteristisch ist.

3. Information ermöglicht erst organisierte Strukturen, die komplizierte Funktionen realisieren können. Wobei die Information erst durch die Funktion, über die damit erfolgende Bewertung ihre Bedeutung erhält und damit entsteht.

4. Das Prinzip der Informationsentstehung, ist wichtig bei der Modell- und Theorienbildung im Grenzbereich zwischen Physik, Chemie und Biologie, zwischen Informationsübertragung und Ontogenese, Computer (Software) und menschlichem Geist sowie Informationssystem und sozialer Organisation als Ganzes.

5. Besonders wichtig für Modell- und Theorienbildung, wie auch für die experimentelle Forschung in den genannten Grenzbereichen, ist ebenfalls die Unterscheidung zwischen Speicher und Gedächtnis.

W. M. Elsasser studierte und promovierte bei Max Born (1927), mit einer Arbeit über

die Elektronenstreuung an einem Wasserstoffatom.

W. M. Elsasser gilt als Vater der Theorie des Geodynamos (1939). Er postulierte,

dass das Erdmagnetfeld durch Wirbelströme innerhalb des flüssigen Erdkerns

aufrechterhalten wird.

Er arbeitete lange Zeit intensiv an biologischen Problemen. Mit seiner Theorie der

Biologie förderte er das Verständnis für den Zusammenhang von Lebensprozessen

und den physikalisch-chemischen Prozessen.

• W. Elsasser formulierte den Gedanken, dass jeder Theorie ein

Grundkonzept zugrunde liegen muss. So wie der Quantentheorie das Konzept der Quanten, sollte einer Theorie der Biologie, das Konzept

der Kreativität zugrunde gelegt werden.

• Dabei verweist er auf Henri Bergson. Dieser hat in der Nachfolge von Schopenhauer die Kräfte des Geistigen, des Unbewussten, der

Intuition gegenüber dem Positivismus und mechanischen

Materialismus seiner Zeit Geltung zu verschaffen versucht.

• Mit seinem „elan vital“ begründet er einen Neo-Vitalismus.

• Aber der Grundgedanke der Kreativität der Natur, der Entstehung

von wirklich Neuem in der Evolution, muss für eine materialistische und dialektische Entwicklungstheorie aufgegriffen werden.

• W. Elsasser sagt daher weiterhin. Der Begriff der Kreativität ist zu vage, er erklärt in der Natur nichts: Wir sprechen daher von

Informationsentstehung. Dies lässt sich präzisieren.

Wir haben eine Theorie der Informationsverarbeitung

aber noch nicht der Informationsentstehung!

Kreativität - Entstehung und Erhaltung der Information Grundkategorien

einer Theorie der Biologie und der Informatik

• Die wissenschaftstheoretischen und methodologischen

Implikationen des Konzepts der Kreativität:

der Informationsentstehung - hat für fast alle Bereiche

wissenschaftlichen Interesses besondere Bedeutung.

• Insbesondere gibt es methodologische Hinweise zur

sichereren Navigation zwischen der Scylla eines groben

Reduktionismus, (inspiriert durch die Physik des 19.

Jahrhunderts) und im 20. Jahrhundert durch die „Geist-

Gehirn-Identität“ ( Neurophilosophy) der konnektionistischen

KI-Forschung und der Charybdis des Dualismus (inspiriert

durch den Vitalismus der Romantik des 19. Jahrhunderts

und im 20. Jahrhundert durch die funktionalistische Körper-

Geist/ Hardware-Software-Dualität der kognitivistischen KI-

Forschung.

Das Konzept der Kreativität

– der Informationsentstehung

- ein allgemeiner methodologischer Leitgedanke

Informationsentstehung • Will man das Wesen eines Phänomens erfassen, muss man auch nach seiner

Entstehung fragen. Die Kybernetik wie auch die technische Informatik setzen die

Existenz der Information immer schon voraus, nach ihrer Entstehung wird nicht gefragt.

Dies kann jedoch nicht ausreichen, wenn es um die Entstehung und Entwicklung des

Lebens und um den den Einsatz von Computern und Computernetzen in sozialer

Organisation geht.

• Denn lebende sich entwickelnde Organismen und soziale Organisationen, in denen und

für die moderne Informations- und Kommunikationstechnologien funktionieren sollen,

sind keine kybernetischen Funktionssysteme, sondern Aktionssysteme, für die

Informationsentstehung und Wertbildung charakteristisch ist.

• Information ist hier weder als eine schon zuvor existierende Struktur (im Sinne eines

mechanischen Determinismus) noch als völlig subjektive Konstruktion (im Sinne des

subjektiven Idealismus) zu verstehen, sondern als ein Phänomen, welches in der

Interaktion offner Systeme, im Prozess ihrer Selbstorganisation entsteht.

(vgl. Werner Ebeling[1], Klaus Fuchs-Kittowski[2], Wolfgang Hofkirchner[3]).

[1] Werner Ebeling, Chaos, Ordnung und Information, Verlag Harri Deutsch Thun , Frankfurt a.M., (2. Auflage) 1991

[2] Klaus Fuchs-Kittowski, Information und Biologie – eine neue Kategorie für eine Theorie der Biologie. Sitzungsberichte der Leibniz-Sozietät Berlin, Band 22 Jg. 1998, H. 2, S. 5-17

[3] Wolfgang Hofkirchner, Emergent Information - An Outline Unified Theory of Information Framework. World

Scientific Publishing Co Pte Ltd. 2013

Im „Wiener Kreis“ der Informatiker, an der Fakultät für Informatik an der Technischen Universität Wien, wurde und wird sehr intensiv über eine

allgemeine Theorie der Information nachgedacht.[1],[2],[3] Es wird versucht, die gemeinsamen Gesetzmäßigkeiten aller Informationen

verarbeitender Systeme herauszuarbeiten, um so zur Grundlegung der Informatik als Wissenschaft beizutragen.

[1] Norbert Fenzl, Wolfgang Hofkirchner, Gottfried Stockinger, Information und Selbstorganisation – Annäherung an eine vereinheitlichte Theorie der Information, Studien Verleg, Innsbruck/Wien, 1098

[2] Wolfgang Hofkirchner (Editor): The Quest for a Unified Theory of Information, Proceedings of the Second International Conference on the Foundationss of Information Science, Gordon and Breach Publishers, Australia, Canada, China, World Future, Vol. 50, 1997

• Fasziniert vom Vortrag Nils Bohr´s: „Licht und Leben“ glaubten führende Wissenschaftler, wie E. Schrödinger und M. Delbrück, dass zum Verständnis des Lebens zuerst fundamentale neue Gesetze entdeckt werden müssen, wahrscheinlich über intuitiv paradoxe Erscheinungen des Lebendigen.

• Die Entwicklung der Molekularbiologie zeigte jedoch, dass es solche Paradoxien nicht gibt. M. Eigen formulierte deutlich (1971).

• „Wir brauchen keine neue Physik, aber etwas Neues in der Physik, das ist

die Information“. Wir haben eine Informationstheorie, aber keine Theorie der Informationsentstehung.

• Für die darwinistischen Theorie der Primärevolution von Manfred Eigen, ist die Kategorie der Informationsentstehung grundlegend für die Modell- und Theorienbildung im Grenzbereich zwischen Physik, Chemie und Biologie.

• (siehe auch Küppers, 1986; Fuchs-Kittowski, Rosenthal, 1998 )

Wir haben eine Theorie der Informationsverarbeitung

aber keine Theorie der Informationsentstehung!

Entstehung und Erhaltung der Information in lebendiger Organisation

• Die theoretische Klärung des Phänomens Information war und ist gegenwärtig von besonderer Relevanz für die Informatik. Ein neues Verständnis der Information, die Berücksichtigung ihrer Emergenz, birgt entscheidende philosophische, theoretische, praktische, methodologische und ethische Konsequenzen in sich.

• In der biologischen wie auch in der sozialen Organisationen, müssen über die

Mechanismen der Informationsverarbeitung (der Kybernetik 1. Ordnung) hinausgehend, die Prozesse der Informationsentstehung und Wertbildung Berücksichtigung finden. Denn im Lebenden und im Sozialen hat man es nicht mehr allein mit schon organisierten Funktionssystemen, sondern insbesondere auch mit sich selbst organisierenden Systemen, mit selektiv lernenden, intern Information erzeugenden Aktionssystemen, im Sinne einer evolutionären Systemtheorie, zu tun.

• Es ist ein entscheidender Wechsel (Paradigmenwechsel) im Verständnis der

Information zu vollziehen: von einer Sichtweise der Information als Einfluss der externen Umwelt auf das System zu einer Sichtweise, nach der (auf der Grundlage auch von Umweltsignalen) Information im System (intern) entsteht.

• Information im Sinne einer Wirkungen organisierenden Wirkung ist mit der Selbstorganisation verbunden.

• Information, Informationsentstehung und dynamische Erhaltung der Information sind als Grundbegriffe einer Theorie der Biologie, wie auch einer Theorie der sozialen Organisation zu verstehen, deren Klärung zu einer Vertiefung der Methodologie in der biologischen Forschung wie auch der Methodologie der Gestaltung von Informationssystemen in sozialer (betrieblicher) Organisation und letztlich auch zu einem humanistischen Menschenbild beitragen.

Zur Entwicklung des Informationsverständnis

• Wir können heute verschiedene Informationskonzepte unterscheiden:

• 1. Das strukturelle Verständnis der Information - entwickelt speziell von Shannon, Weaver und N. Wiener • 2. Das funktionelle Verständnis der Information, mit der Berücksichtigung der Empfängeraktivität. - entwickelt speziell von Ernst v. Weizsäcker, mit seinem Konzept von ausgewogenen Verhältnis von „Neuigkeit und Bestätigung“ • 3. Das evolutionäre Verständnis der Information - vertreten zum ersten Mal von W. Elsässer, M. Eigen, E. Jantsch. Weiterhin von W. Ebeling, R. Feistel, F. Schweizer, K. Fuchs-Kittowski, W. Hofkirchner u.a.

Klaus Fuchs-Kittowski, Probleme des Determinismus und der Kybernetik in der molekularen Biologie – Tatsachen und Hypothesen über das Verhältnis des technischen Automaten zum lebenden Organismus“ VEB Fischer Verlag Jena 1969/1976.

Ebeling, W./Feistel, R. (1994) Chaos und Kosmos. Prinzipien der Evolution. Spektrum. Heidelberg, Berlin, Oxford: Akademischer Verlag.

Ebeling, W./Freund, J./Schweitzer, F. (1998) Komplexe Strukturen: Entropie und Information. Stuttgart: Teubner-Verlag

Fuchs-Kittowski, K. (1998) Information und Biologie – eine neue Kategorie für eine Theorie der Biologie. Sitzungsberichte der Leibniz-Sozietät Berlin, Band 22, Jg. 1998, H. 2, S. 5-17.

Wolfgang Hofkirchner, Emergent Information – A Unified Theory of Information Framework, World Scientific, London, 2013.

Werner Ebeling, Physik, Biologie, Technik und Selbstorganisation der Information, In: Fuchs-Kittowski, Frank/Kriesel, Werner (Hrsg.) Informatik und Gesellschaft. Festschrift zum 80. Geburtstag von Klaus Fuchs-Kittowski Frankfurt a. M., Berlin, Bern, Bruxelles, New York, Oxford, Wien: Peter Lang.

„Zur Definition der Information: Von SHANNON haben wir gelernt, daran wollen wir

festhalten, dass ohne Neuigkeit keine Information zustande kommt. Ob wir

allerdings Information mit dem Maß an Neuigkeit (begrifflich) identifizieren dürfen,

haben wir soeben infrage gestellt. Wenn alles neu ist, wenn in einer Nachricht

nichts bestätigt wird, versteht niemand etwas, kein Empfänger kann definiert

werden, der von der „Nachricht“ etwas versteht. Pragmatisch gesehen wäre es

durchaus unbefriedigend, auch Informationen zuzulassen, die in keiner Weise

verstanden werden können Ich halte die Komponente der Bestätigung in der

Information für genau ebenso essentiell wie die Neuigkeit, auf die SHANNON

hingewiesen ist.“

Ernst von Weizsäcker, auf unserem ersten Kühlungsborner Kolloquium zu philosophischen und ethischen Problemen der Molekularbiologie

C. F. von WEIZSÄCKER entwickelt das Konzept auf der

Tagung der Leopoldina zur „Informatik weiter.

Ernst von Weizsäcker, Unterschiede zwischen genetischer und Shannonscher Information II. Kühlungsborner Kolloquium. Philosophische und ethische Probleme der modernen Genetik, Akademie Verlag, Berlin 1972, S. 160 – 172

•Ernst von Weizsäcker, Christine von Weizsäcker, Wiederaufnahme der begrifflichen Frage: Was ist

Information, in: Joachim – Hermann Scharf (Hrsg.): Informatik, Nova Acta Leopoldina, Johann Ambrosius Barth, Leipzig, 1972, S. 535- 555

Information als Einheit von Neuigkeit und Bestätigung

INFORMATION-NEITHER MATTER NOR MIND

Figure 1 Conception of „Novelty and Conformation“ see E. U. von Weizsäcker and C. von Weizsäcker 1972

Schritte zu einem evolutiven Konzept der Information

E. Jantsch: Selbstorganisation – Vom Urknall zum menschlichen Geist

Spontane Musterbildung – Benardsche Rollen

Ein Beispiel für Strukturbildung in einer von unten erhitzten Flüssigkeit

Bei kleinen Temperaturdifferenzen zwischen Boden und Oberfläche

treten außer Wärmeleitung keine makroskopischen Effekte auf. Aber

bei einem kritischen Wert der Temperaturdifferenz wird die Flüssigkeit

„unruhig“. Sie zeigt starke Fluktuationen. Bei überkritischen

Temperaturdifferenzen schließlich beobachtet man hexagonal geformte

Zellen in denen die Flüssigkeit „Rollströme“ ausgebildet. Der Effekt

wird Benard-Effekt genannt.

Wesentliche Punkte unseres Verständnisses

der Information: Trias von: Form (Syntax) Inhalt (Semantik) und

Wirkung (Pragmatik)

•

Information: Signal + Bedeutung (Semantik) 1. Information ist eine spezifische Wirkung 2. Information ist ein Verhältnis 3. Information besitzt einen Doppelcharakter 4. Information, ihre Bedeutung wird intern erzeugt

Information: Signal + Bedeutung (Semantik)

•Das Signal existiert in Raum und Zeit, ist materiell.

•Die Bedeutung, entsteht in der Wechselbeziehung von Sender und

Empfänger, existiert nur in dieser Beziehung.

•Die Semantik (Bedeutung), ist das Ideelle der Information, sie wird

weder übertragen noch gespeichert.

•Die Bedeutung der Information entsteht durch Interpretation der

syntaktischen Struktur der Information und der Bewertung ihrer

Wirkung (der Realisierung einer Funktion) durch Selektion.

Zum Doppelcharakter der Information

Unterscheidung zwischen physikalischer

Wirklichkeit, Funktions- und Aktionssystemen

• a) physikalische Wirklichkeit , ohne Information

(nicht organisierte Systeme)

• b) Funktionssysteme, Systeme mit Information

(schon organisierte Systeme) und

• c) Aktionssysteme, Systeme in denen Information

entsteht

(sich selbst organisierende Systeme)

Diese Klassifizierung von Systemen geht von der für diese unterschiedenen Systeme charakteristischen Struktur aus: Feldstruktur, Elementstruktur und Kommunikationsstruktur.

Dies ermöglicht die Wirkungsweise der Systemelemente und daraus resultierenden Systemqualität: nicht organisiert, organisiert und selbst organisierend - genauer zu betrachten (siehe Abbildung).

Unterscheidung zwischen Grundtypen von Systemen

Differenzierung zwischen physikalischer Wirklichkeit,

Funktions- und Aktionssystem

Die Abbildung zeigt, dass sich die Systeme in der Art ihrer Wirksamkeit, ihrer Struktur

und in ihrer Systemqualität unterscheiden.

Für die rein physikalische Systeme sind kausale Element-Feld Wechselwirkungen, die

Elemente sind Dinge und Felder, sie sind nicht organisiert.

Für Funktionssysteme sind kausale Elemet-Elemt-Relationen charakteristisch, sie sind schon

organisiert.

Für Aktionssysteme ist eine finale bzw. teleonomische Element-Element Relation

charakteristisch, es sind sich selbst organisierende Systeme, in den Information entsteht.

Zu a). Die physikalische Wirklichkeit

• Die moderne Physik spricht von 4 fundamentalen Kräften, die die

Vielfalt physikalischer Prozesse aufspannen. Die schwachen

Wechselwirkungen, die starken Wechselwirkungen, die elektromagne-

tischen Wechselwirkungen und die Gravitation. Davon sind letztlich nur

noch drei übrig geblieben, da die schwache Wechselwirkung und die

elektro-mechanische zusammengefasst werden konnte.

• Es ist somit charakteristisch für rein physikalische Systeme, dass hier

nur physikalische Naturzusammenhänge vorliegen, ohne Information

und damit sind sie nicht organisiert.

• In der nicht lebenden Natur existieren keine Funktionssysteme;

denn hier sind allein die physikalischen Naturkräfte (Gravitation,

elektromagnetische sowie starke und schwache

Wechselwirkungen) und somit Feldwirkungen wirksam.

Zu b). Funktionssysteme

• Es ist charakteristisch für Funktionssysteme, dass sie Eigenschaften organisierter Systeme besitzen

und daher auf solchen organisatorischen Effekten beruhen, wie Signalübertragung bzw. Informations-

verarbeitung, wie sie durch das Paradigma des Informationsverarbeitungsansatzes zum Ausdruck

kommen.

• Kausale Element-Element-Beziehungen und damit Organisation werden möglich.

• Funktionssysteme sind nicht mehr durch die Invariaten des physikalischen Geschehens determiniert,

sondern durch eine neue Klasse von Invarianten, die allgemein als Informationsaustausch bezeichnet

werden.

• Dies ist auf molekularer Ebene nur eine niedrige Entwicklungsstufe der Information, die als Syntax

bzw. syntaktische Information bezeichnet werden kann.

• Z.B. Feedback-Inhibitation eine Regulation des Zellstoffwechseln

• Das Invariante der Strukturen physikalischer Träger, die bei den Transformationen und

Formwandlungen eine neue Identität konstituieren, führen zum Informationsphänomen in seiner

ersten und urwüchsigen Erscheinung. Systeme, die diese nutzen können, z.B. Lebewesen (schon auf

der molekularen Ebene ihrer Organisation), erschließen sich eine neue Determination ihres

Verhaltens. Die Frage ist jetzt: Welche Gesetze beherrschen die Syntaxtranformationen.

Regulation des Zellstoffwechsels

Feedback Inhibition

Der technische (auch der lernende) Automat bekommt seine Information

und seine Bewertungskriterien von außen.

Bei der Entstehung des Lebens muss die biologische Information und auch

das Bewertungssystem intern entstehen (M. Eigen).

• Abb. Wesentliche Typen automatischer Systeme nach STEINBUCH, Automat und Mensch, S. 198

Wesentliche Typen automatischer Systeme nach STEINBUCH, Automat und

Mensch, S. 198

• a) In den Automaten gelangen über die Eingabe E Informationen zur Verarbeitung. Wie die Eingangsinformationen zu

verarbeiten sind, ist durch das Programm festgelegt. Das Ergebnis der Informationsverarbeitung wird über die Ausgabe A

an die Außenwelt gegeben. Es ist der Haupttyp der gegenwärtig eingesetzten Automaten.

• b) Hier liegt eine höhere Entwicklungsstufe der Automaten vor. Dem Automaten wird nur der allgemeine Auftrag

eingegeben, die Art der optimalen Informationsverarbeitung wird von ihm selbst ausgewählt. Ein Testwertgeber bietet

nacheinander verschiedene Transformationsbefehle (Anweisungen zur Verarbeitung der Eingangsinformation) an. Der

Automat erzeugt die entsprechenden Ausgangsmaßnahmen und beobachtet über E die Reaktionen der Außenwelt.

Derjenige Testwert, welcher unter Berücksichtigung der Laufzeit die günstigste Reaktion der Außenwelt ergibt, wird

festgehalten und bestimmt das zukünftige Verhalten des Automaten. Automaten dieser Art dürften z. B. zur Steuerung

chemischer Prozesse Anwendung finden. Über A werden die Temperaturen, Drücke sowie die Durchlaufgeschwindigkeit

des chemischen Prozesses so lange verändert, bis über E ein optimaler Wirkungsgrad des Gesamtgeschehens

festgestellt wird. Entscheidend ist, dass der Automat in der Lage ist, einen Optimalzustand anzunehmen, der dem

Konstrukteur zuvor nicht bekannt war. Bei diesem Typ des Automaten ist jedoch noch nicht ausgeschlossen, dass über A

Maßnahmen an die Außenwelt gegeben werden, die zu schädlichen Folgen führen, z. B. [199] zu einer Explosion des

Kessels, bevor die optimalen Betriebsbedingungen erreicht werden konnten.

• c) Die zuvor geschilderten Nachteile werden überwunden durch noch höher entwickelten Automaten. Zu ihrem Bauplan

gehört ein sog. inneres Modell der Außenwelt. Es ermöglicht, Wirkungen verschiedener Verarbeitungen erst einmal im

Inneren durchzuspielen, so dass die beste der möglichen Maßnahmen ausgewählt wird.

• d) Noch leistungsfähiger sind solche Automaten, die in der Lage sind, ihr inneres Modell der Außenwelt selbständig zu

korrigieren bzw. zu verbessern. Dieses System besitzt nicht nur ein vom Konstrukteur vorgegebenes inneres Modell der

Außenwelt, sondern ist in der Lage, auf der Grundlage früherer Erfolge und Misserfolge das interne Modell zu verändern.

Die Modelle werden (wie bei c die verschiedenen Möglichkeiten) durchgespielt, geprüft und das zur Erfüllung der Aufgabe

beste ausgewählt. Wenn die eintretende Wirkung der vorausgesehenen entspricht, wird die ausgewählte Transformation

gespeichert. Wird eine Abweichung gegenüber der vorausgesehenen Wirkung festgestellt, erfolgt die Auswahl einer neuen

Transformation so lange, bis ein optimaler Wirkungsgrad erreicht ist.

Zu c. Aktionssysteme

• Es ist charakteristisch für Aktionssysteme bzw. für evolutionäre Systeme, dass sie Eigenschaften sich organisierender Systeme besitzen und daher Prozesse der Erzeugung von Information und Bildung von Werten einbezogen sind, wie sie in der Theorie der Selbstorganisation in wachsendem Maße Berücksichtigung finden.[1]

• Es liegen auch (finale) teleonomische Element-Element-Beziehungen und eine Kommunikationsstruktur vor, damit sind in komplexen Systemen sich selbst organisierende Systeme (mit Informationsentstehung) möglich.

• Unter Aktion soll eine spezielle Art von Wirkungen verstanden werden, zu der nur sich organisierende Systeme befähigt sind.

• Aktionen sind eine Wirkungsweise, bei der die Zeitdimension direkt Bestandteil der Wirkungsbedingungen ist. Damit gehören Erfahrungen und Ziele mit zur Kennzeichnung der Aktion.

• Auf molekularen Ebene, bei der Primärevolution ist der Hyperkreis von M. Eigen ein sich selbst organisierendes System, durch das die biologische Information entsteht.

• [1] Frenzl, N. / Hofkirchner, W. / Stockinger, G. (Hrsg.), Information und Selbstorganisation Annäherung an eine vereinheitlichte Theorie der Information. Innsbruck-Wien: Studien Verlag 1998.

Aktionssysteme

• Die neuen Kräfte aktionaler Wirkung stehen nicht neben den physikalischen Kräften, sondern nutzen diese Kräfte, indem sie ihr Zusammenwirken zu einem bestimmten Ziel hin organisieren.

• Damit sind Aktionen organisierende physikalische Wirkungen und Funktionen. Die Funktion stellt die Verbindung zwischen den Aktionen und den physikalischen Wirkungen her.

• Aktionen sind somit vorrangig die Erzeugung und Nutzung von Funktionen. Reine Funktionssysteme sind daher immer Bestandteile (Teilsysteme) von Aktionssystemen. Es gibt keine sich selbst erzeugende Funktionssysteme.

• Die klassische Kybernetik zeigt zwar die Möglichkeiten organisierter d.h. gesteuerter und geregelter und durch Informationsaufnahme von Außen auch sich selbst Strukturierender Funktionssysteme, enthält jedoch in ihrem wissenschaftlichen Ansatz nicht die Ursachen für die Organisierung solcher Systeme.

• Formulierungen, nach denen auch die Kybernetik die sich selbstorgani- sierenden Systeme zum Gegenstand habe (Ross Ashby), verwechseln die Fähigkeit, einen einmal organisierten Zustand des abgestimmten und sich wechselseitig kontrollierenden Zusammenwirkens von Funktionen aufrechtzuerhalten und zu Teil auch neu zu arrangieren, mit der Fähigkeit, Funktionen neu zu erzeugen und zu organisieren. Dazu bedarf es neuer Informationen und Bewertungen.

Informationsentstehung auf der Grundlage von

Ritualisierung und Funktionalisierung

Es wird deutlich:

•Information ermöglicht erst organisierte Strukturen, die komplizierte Funktionen realisieren können.

•Wobei die Information erst durch die Funktion, über die damit erfolgende Bewertung ihre Bedeutung erhält und damit entsteht.

•Es ist also ein in sich widersprüchlicher Kreisprozess und wechselseitiger Bedingungsprozess: von Abbildung (Struktur), Interpretation (Bedeutung) und Bewertung (Funktion, Verhalten), der zur Entstehung von Information führt.

Aktionssysteme

• Auch die rein physikalischen Prozesse und die Funktionsabläufe erfolgen in der Zeit. Jedoch ist die besondere Eigenschaft dieser Prozesse, invariant gegenüber Verschiebungen in der Zeit zu sein. Denn z.B. eine Maschine, die heute anders funktioniert als morgen, währe gewöhnlich eine Fehlkonstruktion.

• Bei physikalischen Prozessen ist die Zeitunabhängigkeit der Wirkungsgesetze eine der fundamentalen Bedingungen, die im Energieerhaltungssatz ihren Ausdruck findet.

• Im Gegensatz dazu erschließen sich die Aktionssysteme den Operationsraum Zeit. Sie nutzen die Zeit für die Konzipierung von Wirkungen.

• Die Realisierung dieser konzipierten Wirkungen ist dann allerdings wieder den Mechanismen der physikalischen und funktionalen Wirkungen unterworfen. Die Art und Weise der Konzipierung von Wirkungen, damit die Fähigkeit, kausale Wirkungen zu organisieren, ist kennzeichnend für die Qualität (bzw. die Niveaustufe) des organisierenden Systems, speziell

für die Niveaustufe seiner Informationserzeugung.

Mensch

Vielzeller

Eukaryontenzelle

Prokaryontenzelle

Protobionten

Hyperzyklus in Membran

eingeschlossen

Hyperzyklus

Polynukleotide

werden zu

Nukleinsäuren

mit Genfunktion

Membran

spezifische

Wechselwirkung

Protenoide

werden zu

Proteinen mit

Enzymfunktion

Kulturelle

Evolution

biologische

Evolution

chemische

Evolution

physikalische

Evolution

Makromoleküle

einfache organische Moleküle

anorganische Moleküle

Atome (Elemente)

Elementarteilchen

Lipide

Abbildung nach

M. Eigen u. P. Schuster

Hyperzyklus von Manfred Eigen

Der selbstinstruktive katalytische Hyperzyklus.

Eigen, M., Selforganization of Matter and Evolution of Biological Macromolecules. – In:

Naturwissenschaften. (1971)10.

Das Verständnis

der DNA als den

syntaktischen

Träger der

Erbinformation

Die Information

gewinnt

besondere

Bedeutung in der

Biologie

Ritualisierung zur Herausbildung von Zeichenketten

• Der Begriff der Selbstorganisation ist zentral, um aus diesem Prozess die für die Evolution entscheidende

Entstehung neuer Informationen und die Bildung von Werten zu begründen.

• Informationsentstehung ist nicht, wie dies oft vor schnell geschieht, schon mit der im Prozess der

Selbstorganisation sich vollziehenden Bildung von Ordnung zu identifizieren ist.

• Diese Ordnung kann als „strukturelle Information“ bezeichnet werden, die z.B. durch die Erniedrigung der

Entropie gegenüber der des Gleichgewichts gemessen wird.

• Wenn hier von Information [1] gesprochen wird, hat dies die Herausbildung von Zeichenketten (wie z.B. beim

DNA-Code) zur Voraussetzung.

• Dies kann als „symbolische Information“ bezeichnet werden, die auf Zeichen beruht, deren Bedeutung im

Verhältnis zwischen Sender und Empfänger existiert.

• Es ist ein wesentlich komplexeres Geschehen, als nur die Erhöhung des Ordnungsgrades.

• Für die Herausbildung des universellen Codes der Lebewesen, war eine immens große Anzahl von

Nukleinsäure- und Nukleinsäure-Eiweißwechselwirkungen erforderlich. [2]

• Einen solchen Prozess zur Herausbildung einer syntaktischen Struktur, die zum Träger von Information werden

kann, bezeichnen Werner Ebeling und Rainer Feistel [3] als Ritualisierung.

• Damit wird ein von Huxley geprägt, von Lorenz u.a. Verhaltensforschern vertiefter Begriff verallgemeinert

verwendet.

• Wie sich zeigen lässt, vollzieht sich auf jeder Ebenen des evolutionären Stufenkonzepts der Information ein

solcher Prozess der Ritualisierung (vgl. Abbildung). •

[1] Horst Völz, Grundlagen und Inhalte der vier Varianten von Information – Wie Information entstand und

• welche Arten es gibt, Springer Vieweg, 2014

• [2] Klaus Fuchs-Kittowski, Hans-Alfred Rosenthal, Selbstorganisation und Evolution, in, Wissenschaft und

• Fortschritt, Akademie-Verlag, Berlin, Jg. 22, Heft 7, 1972, S. 308 - 313

• [3] Werner Ebeling and Rainer Feistel, Selforganisation of Symbols and Information, in: G. Nicolis, V. Basios, Chaos, Information

• Processing and Paradoxial Games :To the memory of John S. Nicolis World Scientific, 2014, S.141 - 184

Über Bedeutung vermittelter Struktur-Funktionszusammenhang

Ritualisierung und Funktionalisierung

Struktur-Funktionszusammenhang – vermittelt über Bedeutungen, die erst in dem

ständigen Wechselwirkungsprozess von In-formung (Abbildung), Bedeutung

(Interpretation) und Bewertung (Funktionieren, Verhalten), von Ritualisierung und

Funktionalisierung, entstehen – als Verallgemeinerung der Grundstruktur des

Hyperkreises.

Das Prinzip der Informationsentstehung als

methodologische Orientierung

• Es zeigt sich, dass sich das Prinzip der Informationsentstehung, wie bei der Modell- und Theorienbildung im Grenzbereich zwischen Physik, Chemie und Biologie (Eigen 1971),

auch für die Modell- und Theorienbildung in den Grenzbereichen zwischen:

1. Informationsübertragung und Ontogenese,

2. Computer (Software) und menschlichem Geist sowie

3. Informationssystem und sozialer Organisation

als grundlegend erweist.

• Die Erkenntnisse der Molekularbiologie über den komplizierten Mechanismus der Informationsübermit- lung von der DNA als Matrize über die RNA zu den Proteinen werden heute wohl nicht mehr angezweifelt. Damit schien auch die Annahme der Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese, eines Isomorphismus bzw. einer Eins-zu-eins-Übereinstimmung zwischen Gensystem und Enzymsystem, weitgehend gerechtfertigt.

• Das bedeutet, dass der (allgemeine) Homomorphismus, wie ihn die Theorie der dialektischen Einheit von Präformation und Epigenese voraussetzen muss, erst in der Dynamik der Zelle, in den Wechselbeziehungen der Enzymsysteme mit weiteren morphologischen Strukturen des Organismus, in Erscheinung tritt.

Gibt es einen genetischen Determinismus ?

• Die weitere erkenntnistheoretisch-methodologische These setzt sich mit dem sogn.

genetischen Determinismus auseinander. Gibt es einen genetischen

Determinismus? Ja und Nein!

• Die Antwort ist: Es gibt ihn nur insofern, als Struktur und Funktion aller Proteine in

den Genen festgelegt sind. Wie aber die Proteine und Zellorganellen, wie Zellen

und Gewebe und Organe in der Ontogenese miteinander Wechselwirken, wird

durch weitere (untergeordnete?) Informationssysteme, z.B. Botenstoffe,

Zellkontakte bewirkt.

• Es gibt also nicht nur die DNA als Informationsquelle, im Verlauf der Ontogenese

kommen Quellen zellulärer Information hinzu. Wir betonen jedoch dabei, dass es

eine Hierarchie gibt und hier stehen die Gene (DNA) an der Spitze.

• Bei den Prozessen der Vererbung wird nur die DNA an die nächst Generation

weitergegeben. Aber in der DNA steht nicht, wie die Form der Nase (etc.)

auszusehen hat. Die Ähnlichkeit von Zwillingen, Geschwistern und Eltern und

Kindern kommt letzten Endes durch die DNA, aber dann nicht nur durch sie,

zustande.

• Wir haben uns deutlich von einem genetischen Determinismus distanziert, der als

einzige Quelle der Information und Steuerung sämtlicher Lebensprozesse die

genetische Information bzw. die DNA oder die Gene sieht.

• Nehmen wir an, man habe einem Fachmann die komplette DNA eines bestimmten

Lebewesens vorgelegt, von dem er nicht weiß, um welches Lebewesen es sich handelt.

• Die Frage lautet: Kann er aus der Kenntnis der Funktion aller Proteine und der

Regulation des An- und Abschaltens der Gene bei der Transkription und Translation und

anderer in der DNA-Sequenz niedergelegten Regulationen auf die äußere und innere

Gestalt des Lebewesens und alle seine Funktionen schließen?

• Die Antwort lautet u. E.: Er kann es nicht.

• Er kann bestenfalls sämtliche einzelnen katalytischen biochemischen Schritte erfassen,

aus ihnen jedoch die Komplexität des Ineinandergreifens der Reaktionen und das

„Ergebnis“, das sowohl ein funktionelles als auch ein strukturelles ist, nicht ablesen.

• Dieser Informationsgehalt ist explizit auch nirgendwo niedergelegt und nur auf die vielen

separaten Einzelschritte verteilt und ergibt sich daher nicht direkt aus der DNA-Struktur.

Hans A. Rosenthal, Zu einigen Aspekten der genetischen Information: Geist und Materie in der frühen biologischen Evolution, in: Christiane

Flöyd, Christian Fuchs, Wolfgang Hofkirchner (Hrsg.): Stufen zur Informationsgesellschaft, Festschrift zum 65. Geburtstag von Klaus

Fuchs-Kittowski, Peter Lang Verlag, Wien, 2002

Der Fachmann und das Hühnchen!

- Zum Prinzip der nicht vollständigen syntaktischen Speicherung der

Information und der Informationsentstehung im Lebenden

Der Fachmann und das Hühnchen !

• Es sei hier betont, dass selbst ein versierter Molekularbiologe, dem

kompletten DNA z.B. eines Huhns vorliegt, nicht daraus erkennen kann,

um welches Lebewesen es sich hier handelt.

• Wenn man ihm die DNA eines ihm in jeder Hinsicht unbekannten

Lebewesens vorlegt, er in seinem ganzen Leben noch nie einen Vogel

gesehen oder etwas über Ornithologie gelesen oder sonst wie erfahren

hat, kann er aus den DNA-Sequenzen bestenfalls (mit der Aufklärung des

Proteoms) die von ihnen codierten Proteine, aber nicht die Gestalt und das

Funktionieren (die Physiologie) dieses Lebewesens erkennen.

• Er kann (in absehbarer Zeit !!) alle Gene und alle von ihnen codierten

Proteine und deren Funktion aus der DNA herauslesen. Er wird auch

verstehen, dass es sich um ein hochentwickeltes Tier usw. usf. handelt.

• Wie es aussieht und wie es im einzelnen funktioniert, wird er aber aus der

DNA nicht erkennen können, denn wie wir ausgeführt haben, steuern

weitere Informationsquellen die Entwicklung des Organismus und seine

Lebensprozesse, ja selbst die DNA existiert in ihrer Funktion nur über

Rückkopplungen mit spezifischen Proteinen.

• Es gibt aber dabei eine Hierarchie (der DNA für die Proteine), das Netzwerk

wäre sonst ein Chaos.

Verbindungen im visuellen System der Säugetiere

Varela, F. J., Kogitionswissenschaft-Kognitionstechnik 1988.

Diese Schlussfolgerung richtet sich gegen alle technisch-kybernetischen Denkmodelle

In Anwendung auf die Biologie (Kybernetik 1. Ordnung im Sinne von Heinz von

Foerster) und damit auch gegen die Denkvorstellungen der klassischen KI-Forschung

Information ist keine vorgegebene Struktur Kritik von Maturana und Varela an der bisherigen KI-Forschung - Es gibt keine instruktive Interaktion Begründung einer handlungsbezogenen

Kognitionswissenschaft und Kognitionstechnik

Das Prinzip der

Autopoiesis und der

operationellen

Geschlossenheit in

der modernen

Systemtheorie

Walter Maurice Elsasser (* 20. März 1904 in Mannheim; † 14. Oktober 1991 in

Baltimore, Maryland, USA)

In his later years, Elsasser became interested in what is now called systems biology. The final version of his thoughts on this subject can be found in his book Reflections on a Theory of Organisms, published in 1987 and again posthumously with a new foreword by Harry Rubin in 1998. Johns Hopkins University Press (JHU). W. M. Elsasser wurde 1987 vom Präsidenten der U.S.A. speziell für diese Arbeit mit der National Medal of Science ausgezeichnet.

Walter Elsasser,

1989

Es werden vier Grundprinzipien einer weder mechanistischen bzw. physikalistischen noch vitalis-

tischen Theorie der Biologie von W. Elsasser formuliert.[1] Die Beachtung bzw. genauere Unter-

suchung dieser vier Prinzipien sind entscheidend um das Verhältnis von Physik, Chemie und Bio-

logie sowie das Verhältnis von Automat und Leben und damit Grundfragen der Modellierung

biologischer Systeme zu klären. Es ist:

1. Das Prinzip der geordneten Heterogenität (The principle of ordered heterogenity)

2. Das Prinzip der kreativen Selektion (The principle of creative selection)

3. Das Prinzip des holistischen Gedächtnis (The principle of holistic memory)

4.Das Prinzip des operativen Symbolismus (The principle of operative symbolism)

Ein Phänomen ist hierbei besonders wichtig: die immer wieder beobachtete Kreativität biologischer

Prozesse. Kreativität ist, wie W. Elsasser betont, mit dem Begriff der Entstehung neuer

Informationen präziser zu fassen.

[1] W. Elsasser, Reflctions on a Theory of Organisms – Holism in Biology, The Johns Hopkins University, 1998

Grundprinzipien einer weder mechanistischen noch

dualistischen Theorie der Biologie

Theorie der Biologie – Zum Verhältnis von

Physik/Chemie und Biologie • Das Grundproblem einer Theorie der Biologie ist das Verhältnis von Physik/Chemie und Biologie. Sind die

Phänomene der Lebens vollständig auf Physik und Biologie zu reduzieren oder gibt es spezifisch biologische Gesetze? Wenn ja, wie ist ihre Spezifik zu begründen, ohne dass, entsprechend der Annahmen des Vitalismus eine Durchbrechung physikalischer Gesetze angenommen werden muss und ohne dass entsprecht dem Prinzip der verallgemeinerten Komplementarität von Nils Bohr oder dem von W. Elsasser zuvor postulierten „Prinzip der endlichen Klassen“ eine grundsätzliche Erkenntnisgrenze angenommen werden muss.

• Walter Elsasser hat mich durch Briefwechsel und Diskussionen bei meinen Aufenthalten an der Johns Hopkins University stark am Entstehen seines letzten Werkes teilnehmen lassen. Er hat mir, wie gesagt, mehrfach angeboten, diese seine Gedanken zuerst in der DDR zu publizieren, was allerdings nicht gelang.

• Er war auch bereit den Begriff Holismus zu vermeiden und nur von einer Theorie der Biologie zu sprechen. Auch hatte er der These zugestimmt, dass es nicht um Komplementarität im Sinne einer zu scharfen Trennung zwischen Physik, Chemie und Biologie gehen kann, sondern um eine Modifikation der physikalisch-chemischen Prozesse durch die physikalisch-chemischen Prozesse einschränkende Bedingungen, wie spezifische Struktur, informationelle Koppelung und Ganzes-Teil-Beziehungen. Wie dies in unsere Formulierung zum Ausdruck gebracht wird: „Alles was biologisch möglich ist, muss auch physikalisch möglich sein, aber das umgekehrt gilt nicht. Nicht alles was physikalisch möglich ist, ist auch biologisch möglich z.B. ein faules Ei. Hinzu kommen, die Möglichkeiten der physikalisch-chemischen Gesetze einschränkende Bedingungen, durch die die spezifischen Lebensprozesse ermöglicht werden.

• Der endgültige Veröffentlichung der letzten Arbeit von W. M. Elsasser ist von der Herausgebern extra der Untertitel „Holism in Biology“ hinzugefügt worden und Harry Rubin negiert in seiner Einführung den Gedanken der Modifikation der physikalisch-chemischen Prozesse. Er kennt unsere letzten gemeinsamen Diskussionen nicht.

• W. Elsasser spricht zwar von Holismus - von einer holistischen Theorie der Biologie. Hier ist das holistische biologische System jedoch nicht etwas Mystisches, sondern Ausdruck einer außerordentlich hohen, physikalisch-chemischen, mit anschaulichen Modellen nicht vollständig erfassbaren, Komplexität lebender Organismen. Die Grundproblematik ist also, wie es zu der außerordentlich hohen Komplexität lebender Systeme kommt und wie man einen rationalen, wissenschaftlichen Zugang zu ihr finden kann, der vor allem auch die von Descartes stammende dualistische Konzeption ausschließt.

[1] W. Elsasser, Reflctions on a Theory of Organisms – Holism in Biology, The Johns Hopkins University, 1998

Unterscheidung zwischen mechanischer Stabilität des

Speichermaterials bei der Automatisierungstechnik (Prinzip der

korpuskularen Geringsveränderlichkeit) und der

dynamischen Stabilität, einer Höchstveränderlichkeit, die in

sich stabil ist, bei den Lebewesen.

• „Die aus der Zelle isolierte DNS bleibt stabil nach dem mechanischen Prinzip der korpuskularen Geringstveränderlichkeit, die D N S in der lebenden Zelle jedoch nicht nur nach diesem Prinzip, sondern in der Hauptsache auf Grund der Regulation der Autoreduplikation, des Stückaustausches und der Reparaturen schadhafter Stellen.

• Dies geschieht jeweils mittels bestimmter Enzyme, die ihrerseits (in einem Regulationskreis) von der DNS codiert werden. Es ist also eine dynamische Stabilität auf der Basis einer doppelt gesicherten stereochemischen Reaktion.

• Es handelt sich demnach um eine Höchstveränderlichlceit, die in sich stabil ist.“

Klaus Fuchs-Kittowski, Probleme des Determinismus und der Kybernetik in der molekularen Biologie, Gustav Fischer Verlag, 1975, S. 53

Die Kategorie Möglichkeit – der Schlüssel zum

dialektischen Begriff der materiellen Welt

• Für die biologische Bewegungsform der Materie ist charakteristisch, dass das Feld der physikalisch-chemisch möglichen Bewegungen durch spezifische Bedingungen eingeschränkt wird.

• Biologischen Gesetzmäßigkeiten setzen die physikalischen Gesetze nicht außer Kraft, sie schränken jedoch das Feld der physikalisch-chemisch möglichen Bewegungen, durch zusätzliche biologische Determinierung ein.

• Aus der Gesamtheit der physikalisch-chemischen Möglichkeiten wird durch die einschränkenden Bedingungen: wie informationelle Kopplungen, spezifische Struktur und die Wirkung des Ganzen auf die Entwicklung der Teile, eine biologisch „zweckmäßige“ Auswahl getroffen.

• In dem Sinne kann formuliert werden: Alles was biologisch möglich ist, muss auch physikalisch-chemisch möglich sein. Aber das umgekehrte gilt nicht. Nicht alles was physikalisch-chemisch möglich ist z.B. ein faules Ei, ist biologisch möglich.

• Die Einschränkungen auf der niederen Ebene der Bewegungsform der Materie eröffnet neue Entwicklungsmöglichkeiten, die neue Qualität der biologischen Bewegungsform der Materie. Die Materie tritt damit in ein neues Entwicklungsstadium ein. In das Stadium der biologischen Evolution.

Siehe Klaus Fuchs, Über die Kategorie der Möglichkeit und die Entwicklungsstufen der Materie, in Deutsche Zeitschrift für Philosophie, Heft 4, 1972, S. 410-417

Elsassers Konzept einer theoretischen Biologie Erhaltung der Information über längere Zeit ohne (mechanische) Speicherung – Unterscheidung von

Speicher und Gedächtnis

• Elsassers Konzept für eine theoretische Biologie ist ein bemerkenswerter Versuch, die Grundstrukturen einer

theoretisch autonomen Biologie von der puristisch-physikalischen Betrachtungsweise biologischer Phänomene

abzuheben.

• Da Elsasser von Hause aus theoretischer Physiker ist, der seit Jahrzehnten mit der wissenschaftlichen

Interpretation biologischer Prozesse beschäftigt ist, besitzt er besonders gute Voraussetzungen, sehr

tiefgründig über die Unterschiede von Physik

und Biologie nachzudenken.

• Elsasser bezeichnet die phänomenologisch unleugbaren neuen Eigenschaften biologischer Systeme als

holistisch, wobei Holismus für ihn keine mystische Wesenheit, sondern Ausdruck einer außerordentlich hohen.

physikalisch-chemisch nicht voll erfassbaren Komplexität der Bestandteile biologischer Organismen ist.

• Biologische Organismen, das sind für ihn eine Menge von Zentren, in denen sich die Koordination von

Kausalketten nicht mehr verfolgen lässt,

weil sich diese Ketten in der Komplexität vollständig verlieren.

• Aus diese komplexen Wechselwirkungen entstehen die emergenten d,h. qualitativ neuen Eigenschaften des

Lebendigen.

• Die Grundproblematik ist daher, wie es zu dieser mit dem rein physikalisch-chemischen Begriffssystem nicht

voll erfassbaren hohen Komplexität kommt und wie man einen vollständig rationalen wissenschaftlichen

Zugang zu ihr finden kann, der metaphysische Spekulationen ausschließt. Das ist die Aufgabe der

Konzipierung einer biologischen Theorie.

• Ein Phänomen ist hierbei besonders wichtig: Die immer wieder beobachtbare Kreativität biologischer Prozesse.

1. Das Prinzip der geordneten Heterogenität

• Physikalisch-chemische Modelle beschreiben stets homogene

Strukturen. Die Bestandteile biologischer Strukturen sind zwar

relativ beschränkt und überschaubar, jedoch führt die

Kombinatorik sehr schnell zu immensen Zahlen möglicher

Strukturen. Ein biologischer Organismus ist nach Elsasser nicht

schlechthin einer dieser kombinatorisch möglichen Strukturen,

sondern zeichnet sich durch eine bemerkenswerte Regularität im

großen und ganzen aus, die eine Ordnung für die

außerordentlich große Heterogenität in jedem Teilbereich

des Systems gewährleistet.

Es handelt sich gewissermaßen um eine Ordnung. die über der

Heterogenität der Einzelteile des Organismus liegt.

Dieser Typ von Ordnung ist in der Physik unbekannt. Er stellt,

nach Elsasser, eine echte Erweiterung der logisch-theoretischen

Grundvoraussetzungen einer theoretischen Beschreibung dar.

2. Das Prinzip der kreativen Selektion

• Es gibt auf der Grundlage der Gesetze der Quantenmechanik

mehr physikalisch-chemisch mögliche Zellmuster als im

Universum überhaupt Platz finden können, wenn wir für eine Zelle etwa 1012 Atome annehmen und hierbei die Gesetze der organischen Chemie für ihre Kombinierbarkeit berücksichtigen. Dieser Sachverhalt zeigt, dass der biologische Organismus eine Selektion vornehmen muss.

Elsasser hält diese Selektion für ein unersetzbares Kriterium für eine holistisch orientierte, nichtmechanistische Biologie. Dieses Kriterium der Kreativität besagt nicht mehr und nicht weniger, als dass solche Selektionsprozesse nicht auf quantenmechanische Kausalität reduzierbar sind. Nach welchen Kriterien erfolgt aber dann diese Selektion?

3. Das Prinzip des holistischen Gedächtnisses

kein Speichermechanismus für die Semantik der

Information

• Das, was durch die kreative Selektion hervorgebracht wird, resultiert von einer Selektion aus einer immensen Zahl von möglichen Muster nach dem Vorbild vorausgegangener Selektion desselben Organismus oder seiner Vorfahren.

• Dieses Prinzip schafft einen Zusammenhang zwischen den Selektionen und der prinzipiellen Selektionsfähigkeit biologischer Organismen.

• Der Hauptpunkt in der Interpretation von Elsasser ist der Gedanke, dass kein Mechanismus für die Erhaltung von Informationen über längere Zeit existiert, was Computerspezialisten einen

• Speicherungsmechanismus nennen.

• Dies ist eine der bedeutsamsten Konsequenzen dieser theoretischen Konzeption.

• Elsasser hält diese Idee für genauso fundamental, wie Raum-, Zeit und Kausalität in der anorganischen Natur.

• Obwohl Elsasser an keiner Stelle seiner Arbeit die Information explizit definiert, liegt hier doch der entscheidende Quellpunkt für ein neues Informationsverständnis.

•

• Gedächtnis für Bedeutung ist ein Verhältnis zwischen Informationen, nicht aber eine physische Struktur.

• Es gilt also deutlich zwischen Speicher und Gedächtnis zu unterscheiden.

4. Das Prinzip des operativen Symbolismus

• Gedächtnis für Bedeutung ist ein Verhältnis zwischen Informationen, nicht aber eine physische Struktur.

• Es gilt also deutlich zwischen Speicher und Gedächtnis zu unterscheiden.

• Das 4. Prinzip von Elsasser, „das Prinzip des operativen Symbolismus“, drückt diesen Sachverhalt u. E. sehr zutreffend aus.

• Die Symbole, die Kodierungen, der kausal wirkenden Informationen müssen konstant gehalten werden. Das ist eine notwendige, aber noch keineswegs hinreichende Bedingung für die konkrete Erzeugung und Nutzung von Informationen.

• Der operative Sinn, die Bedeutung der Symbole, ergibt sich erst im dynamischen Prozess. Daher können Symbole ohne jede Zwei- oder Mehrdeutigkeit ganze Hierarchie von Bedeutungen tragen. Das ist insbesondere für das Verständnis der Reproduktion wesentlich.

Die Pendeluhr befindet sich im Grunde am absoluten

Nullpunkt „Denn noch weniger große Worte sind notwendig, um den grundlegenden

Unterschied zwischen den bei den Systemen in Erinnerung zu rufen und

im Falle der Biologie die Ausdrücke "neuartig" und "einmalig" zu rechtfertigen.

Die kennzeichnensten Wesensmerkmale sind: Erstens die

merkwürdige Verteilung der "Zahnräder" in einem vielzelligen Organismus,

die ich im Abschnitt 64 etwas poetisch dargestellt habe, und zweitens die

Tatsache, dass das einzelne Zahnrad nicht ein plumpes Menschenwerk ist,

sondern das feinste Meisterstück, das jemals nach den

Leitprinzipien von Gottes Quantenmechanik vollendet wurde.“

S. 121

Die lebende Materie entzieht sich dem Abfall in den

Gleichgewichtszustand

„..wovon ein Organismus sich ernährt, ist "negative

Entropie" S. 101

„Ein Organismus erscheint deswegen so rätselhaft, weil er sich

dem raschen Verfall in einen unbewegten "Gleichgewichtszu-

stand" entzieht, und dieses Rätsel hat der Menschheit so viel

zu schaffen gemacht, dass sie seit den frühesten Zeiten des

philosophischen Denkens und teilweise auch heute noch be-

hauptet, im Organismus sei eine unkörperliche, übernatürliche

Kraft wirksam (vis viva, Entelechie).“ S. 99

Onkel Toms Hütte der Molekularbiologen Die große, wichtige und heiß umstrittene Frage lautet: Wie lassen sich die Vorgänge in Raum

und Zeit, welche innerhalb der räumlichen Begrenzung eines lebenden Organismus vor sich

gehen, durch die Physik und die Chemie erklären?

Die vorläufige Antwort, deren Erklärung und Begründung dieses kleine Buch versuchen wird,

Strenge Fehlerkontrolle im Erbgut Für die Enträtselung der DNA

Reparaturmechanismen erhalten drei Forscher den Chemie-Nobelpreis

Tomas Lindahl Azlz Sancar

Höchste Ehre für

drei Biochemiker Die Reparaturmechanismen

sind ihr Forschungsgebiet Paul Modrich

In ihren verschiedenen Interviews sprechen die Nobelpreisträger davon, dass ihre Forschungsarbeiten zunächst

wenig Unterstützung fanden, da man allgemein von der stofflichen Stabilität der DNA ausging. Es ist also

durchaus möglich, dass eine Theorie der Biologie, die dies von vornherein in Frage stellte, die dynamische

Stabilität betont, diese experimentelle Forschung befördern konnte.

Zusammenfassung

– Allgemeine Prinzipien zur Charakterisierung der

Information 1. Information ist nicht auf ihre syntaktische Struktur zu reduzieren

2. Information ist keine Substanz, sondern ein Verhältnis , eine Trias von Form, Inhalt

und Wirkung

3. Information wird von höheren Lebewesen nicht einfach aus der Umwelt

aufgenommen , Lernen erfolgt nicht unmittelbar instruktiv sondern selektiv

4. Information entsteht intern in Einheit von In-formung (Abbildung), Bedeutung und

Bewertung

5. Information, ihre Semantik, wird syntaktisch nicht vollständig gespeichert

6. Information, die Trias von Form, Inhalt und Wirkung bildet einen universellen

Zusammenhang

7. Information ist weder Materie noch Geist allein, sondern die Verbindung zwischen

Materiellem und Ideellem

8. Information als Codierung existiert in Raum und Zeit, die Semantik, das Ideelle, in

der Gleichzeitigkeit

9. Information ist eine organisierende Wirkung, die über Bedeutung vermittelt wird

10. Information ermöglicht organisierte Strukturen die Funktionen realisieren können,

wobei die Information erst über die Funktion (Pragmatik) ihre Bedeutung erhält

(vgl. Fuchs-Kittowski, Rosenthal[1]) [1] Fuchs-Kittowski, K., Rosenthal, H-A. (1998): Selbstorganisation, Information und Evolution - zur Kreativität der belebten Natur, in: Norbert Frenzel, Wolfgang Hofkirchner, Gottfried Stockinger (Hrsg.), Information und Selbstorganisation, Annäherung an eine vereinheitlichte Theorie der Information, Studien Verlag, Innsbruck